В 1966 г. в Черном море были проведены первые советские длительные эксперименты с «Ихтиандром 66» и «Садко 2». Эти эксперименты систематически проводятся и по сей день. В 1969 г. была испытана трехэтажная вертикальная конструкция «Садко 3». Общим для всех станций этого типа была их способность изменять свое положение по глубине. Например, во время сильного шторма, при котором на морской поверхности волны достигали высоты 5 м, работавшая первоначально на глубине 25,5 м станция «Садко 3» при помощи специального устройства, позволяющего принимать водяной балласт, была опущена на глубину 39 м.
Во время эксперимента были испытаны и усовершенствованы различные варианты смены экипажа. Если у «Садко 2» экипаж из двух человек был декомпримирован в герметично закрытой подводной лаборатории, которую к тому же должны были доставить на водную поверхность, то при последующих испытаниях с «Садко 3» смена экипажа из трех человек была проведена посредством передвижной барокамеры. При волнении на море с высотой волн 2 м работа с этими камерами невозможна. Экипажи «Садко 3» оставались под водой до 14 дней. Наряду с медико-физиологическими исследованиями проводились гидрофизические и биоакустические работы по изучению шумов, издаваемых рыбами.
Особого внимания заслуживают испытания с подводной станцией «Черномор», в ходе которых впервые была осуществлена исключительно океанологическая программа. Эта станция имеет форму горизонтального цилиндра, в которой находятся рабочее и жилое помещения. Ее водоизмещение в погруженном состоянии составляет около 73 т, длина 12,5 м и высота 6 м. Водяная балластная система позволяет производить автоматическое всплытие и погружение. Впоследствии станция была расширена и дополнительно оборудована гидравлическими опорами. В отличие от других подводных домов, снабжение которых энергией и воздухом всегда было наиболее узким местом в системе обеспечения, «Черномор» рассчитан на многодневную, независящую от поверхности эксплуатацию. Станция располагает установленными за пределами прочного корпуса аккумуляторами и запасом сжатого воздуха. Однако подача энергии производится с понтона, находящегося на поверхности. Внутреннее помещение высотой 2 м для экипажа из пяти человек разделено на водолазный (с входными люками), жилой, рабочий и санитарный отсеки. Для смены экипажа служит подводная камера.
Первое погружение на глубину 12,5 м было осуществлено летом 1968 г. в Голубой бухте у Кавказского побережья Черного моря.
В течение месяца 28 акванавтов, разбитые на пять рабочих групп, изучали различные возможности для океанографических работ и проводили методические исследования. Во время второго погружения в 1969 г. на глубины 12 и 24 м программа предусматривала комплексные океанологические исследования. Геологи изучали перемещение донных отложений и с помощью пневматического бура углубились в дно на 11, 2 м. При биологических работах прежде всего изучались вопросы экологии и исследовалось поведение рыб. Для физических исследований, которые касались главным образом подводного светового поля и мелкомасштабной турбулентности, вблизи «Черномора» был оборудован полигон с многочисленными измерительными приборами, которые были размещены на мачте высотой 28 м.
Вблизи от «Черномора» располагалась надувная лаборатория «Спрут», в которой находились два акванавта. «Спрут» представляет собой заякоренную на морском дне палатку каплеобразной формы высотой 1,8 м и кубатурой 6 м3. Закрытая снизу, она наполнена дыхательным газом, благодаря чему покрышка стабилизируется. Воздух может подаваться через шланг с водной поверхности, а также из баллонных батарей. Этот вид лаборатории сравнительно прост в изготовлении (прототип был разработан и построен тремя водолазами-любителями) и может быть установлен в течение 80 мин.
Дальнейшие работы с подводной станцией «Черномор» подтвердили правильность выбранной концепции. В 1971 г. на этой станции работали пять экипажей, в том числе 60 ученых. Станция может служить прототипом серии подводных лабораторий, которые смогут работать и на больших глубинах. За исключением корпуса все применяемые агрегаты и устройства — серийного производства, так что изготовление ее сравнительно недорого. По советским оценкам промышленное изготовление первой лаборатории стоило около 100 тыс. руб., а дальнейшее изготовление по готовому образцу будет дешевле примерно на одну треть.
За последние годы сильно возросло количество экспериментов с подводными домами. К настоящему времени построено примерно 50 станций.
Объем этой книги не позволяет обсудить все важные эксперименты последних лет, поэтому мы остановимся только на некоторых существенных результатах. Во время проведения американской программы «Тектит I» четыре акванавта находились на глубине 12,7 м 59 дней. Этим было доказано, что человек может долго находиться под водой без ущерба для своего организма. Эта операция, которая стоила около 2,5 млн. долларов, была организована фирмой Дженерал Электрик в сотрудничестве с военно-морскими силами и космическим ведомством. В то время как космическое ведомство использовало океаническую окружающую среду для имитации длительных космических полетов, интерес морских служб состоял в получении физиологических и психологических научных результатов для передачи их экипажам атомных лодок.
Впервые опробованная в 1969 г. в Северном море станция «Гельголанд» стоимостью 1 млн. марок послужила доказательством возможности применения подводных лабораторий для задач океанографии, даже при очень неблагоприятных условиях окружающей среды: при низкой температуре и незначительной дальности видимости, сильном течении и частых штормах. Проблема обеспечения станции была решена при помощи трехкратно заякоренного специального буя, в котором находились автоматически работающий дизельный генератор, компрессоры и баллоны сжатого воздуха.
Однако опыт первого погружения показал, что необходимы значительные изменения в конструкции. Для этого снова потребовалось около 1 млн. марок. В 1971 г. было проведено новое испытание в западной части Балтийского моря.
С помощью станции «Эгир», принадлежащей группе американских фирм, в июне 1970 г. у Гавайских островов подводная лаборатория была опущена на глубину 157 м. Пять дней шесть водолазов находились на этой рекордной глубине. Условия окружающей среды в районе испытаний были, разумеется, сравнительно благоприятны.
В заключении следует сказать, что техническая и методическая разработка подводных станций еще далеко не закончена. Область их применения в настоящее время ограничивается, в частности, тем, что они требуют хорошо подготовленных водолазов. Кроме того, с увеличением глубины чрезвычайно резко возрастают расходы. По этой причине, а также потому, что на небольших глубинах легче разрешить физиологические проблемы, можно пользоваться обычным дыхательным газом — примерно 80 % всех испытаний проводились на глубинах до 30 м.
Проводившиеся до сих пор эксперименты показали, что длительное пребывание человека под водой принципиально возможно, а для определенных работ даже необходимо. По английским расчетам подводные работы экономически выгодны, если подводный дом используется на глубине 30 м и требуемый объем работ составляет 60 ч на одного водолаза. По американской оценке эффективность акванавтов, которые постоянно находятся на глубине 60 м, примерно в 30 раз выше, чем эффективность свободно погружающихся плавающих водолазов.
Однако эксплуатация подводных станций ставит целый ряд проблем. Очень высоки технические требования, которые часто находятся в противоречии друг с другом. Прежде всего, важное значение имеют автономность станции в отношении ее обеспечения и снижение затрат на обслуживание. Выполнение всех пожеланий потребовало бы недопустимо высоких расходов на персонал и на технические нужды. Расходы на строительство станций большого размера и так уже составляют миллионы, причем нечего говорить о том, что с их помощью можно более или менее удовлетворительно разрешить все проблемы. Эксплуатационные расходы и расходы на дальнейшее техническое усовершенствование также весьма велики и совершенно несравнимы с расходами на небольшое исследовательское судно.